1948年中央制定了开展淮海战役的决定，10月，华东各个野战军从各地赶往淮海战场，陶勇率领华野第4纵队从兖州出发，朝着黄百韬兵团的驻地新沂赶去。
部队不分昼夜地轻装简行，陶勇则是不分昼夜地穿行在部队中鼓励着战士们勇敢前进。
陶勇，1913年出生在安徽省霍邱，1929年参加了游击队，1931年加入中国共产党，1932年任红四军的连长、副营长、营长、副团长、团长，1936年出任红9军师长，1937年参加抗日军政大学，1938年出任新四军第1支队副团长、团长，1941年任新四军第1师第 3 旅旅长兼苏中第 4 分区司令员，1945年出任新四军苏浙军区第 3 纵队司令员，华中野战军第8纵队司令员，1946年担任华中野战军第1师副师长，1947年出任华东野战军第4纵队司令员。1955 年被授予中将军衔。
11月3日，当4纵抵达了驼阴以南的孟家渊的时候，陶勇接到了华野司令部的作战命令：第4纵队、第8纵队统一由陶司令指挥……争取阻援时间，保障主力围歼敌第 7 兵团之作战。
接到命令之后，陶勇急忙命令部队休息，自己则召集第4纵队的领导开会传达华野司令部的命令，同时向各个师下达作战命令。
陶勇率部兵分三路杀向了敌人，加上了华野的其他三个纵队昼夜不停地猛攻，黄百韬兵团被围，插翅难飞。
11日上午，第10师进攻大兴庄连续两天进展缓慢，陶勇得知消息非常着急，眉头深深地皱在了一起，这个时候，一个同志说道：“大兴庄的敌人一个营，第10师第28团攻了两天都没有攻下阵地，我建议撤了28团团长的职务。”
但是陶勇坚决地拒绝了，说道：“第28团的战斗力很强，这次可能是我们对敌人情况不明造成的，知己知彼才能百战不殆，我认为要下令停止攻击，先查查敌人情况，再找找其中的原因。”
杜屏
陶勇说完之后就打电话给第10师师长杜屏要他查明情况。过了两个小时，杜屏回电，原来那里是敌人的一个重要据点，而且有一个加强团的敌人还做了充分准备，说是自己准备认真准备两天再攻击。
“你这个想法很好，我们俩是不谋而合嘛。我同意你的建议，就这么定了。纵队炮兵营的两个连队也配属于你们，一定要将大兴庄给我拿下来。”
10师师长杜屏放下电话之后，召开了全师作战会议，决定投入全师的兵力。
14日傍晚，10师的炮火呼啸落在大兴庄的的阵地上，炮火摧毁了敌人一座座地堡和工事，压住了敌人的火力反扑……
到了15日拂晓，10师终于完全占领了大兴庄。
19日，陶勇再次接到了粟裕的命令，不惜一切代价攻克黄百韬兵团残部退入的尤家湖。
陶勇接到命令之后，立马向各个师下达了作战命令，不许放跑一个敌人。第二天下午，粟裕又派来了4辆坦克支援。陶勇立马安排步兵、炮兵、坦克兵三者协同作战3个小时攻占了尤家湖，俘虏了敌人第64军军长刘镇湘。
两次战役，陶勇四纵伤亡5000人的代价，歼敌两万。
第二阶段战役
淮海战役第一阶段完成之后，淮海战场态势更加明朗，整个战场形成了三大板块：中原野战军将黄维围困在双堆集，李延年、刘汝明两兵团企图北援，徐州部队企图南下支援黄维兵团。
在这种情况下，粟裕根据总前委的作战计划，命令陶勇统一指挥第4、第11、第12纵队和渤海纵队，控制徐州东南的水口、二陈集、关帝庙一带阵地，阻击徐州的敌人南下支援黄维兵团。
布置完任务，粟裕问：“老陶，给你压担子加任务是形势所逼啊，你有意见吗？”
“第一次指挥大兵团作战，没有经验，能不能胜任，心里也没有数，我试试看吧！”陶勇想了一想又说道：“根据大兵团作战歼敌多，伤亡也多的特点，我想建议各个纵队，加强随俘随补，增加自己的新鲜血液，才能使得连队保持旺盛的战斗力……”
粟裕双眼一亮，兴奋地说：“你这个建议很好，解决了部队伤亡过大缺员的困难。”
粟裕对于陶勇的这个建议非常感兴趣，又补充了几点之后下达了各个纵队，使得各个纵队的战斗力获得提升，为以后的战斗打下了坚实的基础。
杜聿明率领第2、13、16 三个兵团，放弃徐州，拿下增援黄维兵团。
陶勇则率领手下的4个纵队，采取多路、多层的尾追和平行截击、迂回拦击相结合的战法猛追敌人。
陶勇提出了“勇猛追击，连续作战，活捉杜聿明”的口号，第一天就追了100多公里，他便追便给战士们加油：“同志们，加油追啊，不让敌人喘一口气，快追啊，加油啊！”
在追击的过程中，陶勇指挥着部队连续消灭了十几股敌人，共计3、4万人。到了12月4日，陶勇率领4个纵队将杜聿明率领的3个兵团共计30万人围困在了永城东北纵横不到 20 里的地区。
12月15日，黄维兵团被围歼之后，中央军委为了稳住华北的傅作义集团，对杜聿明实行围而不打方针。
华野以8个纵队包围了杜聿明集团，进行战场轮番休整。
陶勇负责包围的时候，做出了五项工作准备：
第一、恢复和整顿战斗组织，提拔补充干部，充实基层。尤其抓紧对俘虏兵的教育，教育一批，成熟一批，迅速补充到连队一批。
第二、深入进行形势教育，广泛开展立功创模运动，通过多种形式教育部队认清形势，鼓舞部队斗志。
第三、广泛开展群众性的瓦解敌军工作。用 60 炮和弓箭，将大批传单撤向敌营。每晚到前沿阵地，用喇叭向敌人广播形势和喊话。每逢开饭，组织战士向敌人阵地丢馒头，战士们称为“钓鱼”。以各种形式鼓动敌人投诚。
第四、召开“诸葛亮会”，发动群众献计献策，摆沙盘，论战法，反复讨论总攻方案和对付敌人坦克、地堡、毒气等具体战法，并针对敌人的作战特点，进行阵前练兵。
第五、进行近迫作业，把坑道挖到敌人鼻子底下，而且坑道挖得纵横交错，既能攻又能守。我军向敌人射击一枪一个准，敌人还击却找不到目标。
各个纵队经过20天的休整，各个纵队的战斗热情高涨，精力旺盛。
1949年1月，华野对杜聿明集团发起了总攻。通常情况下的总攻是在黄昏的时候，可是陶勇却根据现在被包围的敌人夜间紧张睡不好，早上睡不着的特点，建议在拂晓发动进攻。
果然，陶勇的建议起到了奇效，拂晓的时候，解放军万炮齐发，炮弹像是狂风暴雨般落在了敌人的阵地上面。很快就见敌人的阵地摧毁。各个纵队在炮火的支援下，逐步向着敌人所在的陈宫庄逼近。
随着包围圈的减少，敌人的防御越来越小。华野的进攻也越来越不利。陶勇观察之后，认为这样是非常不利的。立即建议采取轮换对敌攻击的策略……
1月10日，4纵队12师35团率先攻占了杜聿明集团的陈宫庄阵地，下午的时候11师打来电话，他们在张老庄抓到了一个叫高文明的俘虏，自称是第13兵团的军需官，却说不出第13兵团机关的几个处长的名字……
当听到对方衣着考究，别着派克钢笔，戴着进口防水游泳手表的时候，心中一愣，突然想到这个人是不是还没有抓到的杜聿明，就让对方立马将他送到纵队司令部。4纵的政委郭化若和他是同学，一来，问题就解决了。
郭化若，原名郭可彬，1904年生于福建省福州市。1925年入黄埔军校学习，同年加入中国共产党。解放战争时期出任鲁南军区副司令员，华野第6纵队副司令，4纵队政委，第9兵团政委，参加了鲁南、豫东、济南、淮海、渡江、上海等战役。
两个小时之后，这个高文明被押到了，郭化若上前打招呼：“你不是杜聿明吗？什么时候改名叫高文明啦？”
陶勇顿时明白过来，上前递给他一支烟：“请坐，请坐，你们俩是老同学战地重逢，叙叙旧吧！”
杜聿明知道自己瞒不住了，也不再说什么，接过烟低头吸了起来。
在整个淮海战役中，陶勇歼敌72863 人，其中俘虏58018 人。部队也由战前的两万多人，在战后增加到了五万多人。
别人打仗减员，陶勇打仗增员。